对于北斗卫星,你知道多少? 
时间: 2020-08-12作者:安服优
 

7月31日,北斗三号全球卫星导航系统正式开通,我国成为世界上第三个独立拥有全球卫星导航系统的国家。

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中国北斗卫星导航系统(英文名称:BeiDou Navigation Satellite System,简称BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统,也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统(BDS)和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO,是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。

北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和授时能力,定位精度为分米、厘米级别,测速精度0.2米/秒,授时精度10纳秒。

北斗系统自20世纪90年代启动研制,按“三步走”发展战略,先有源后无源,先区域后全球,走出了一条中国特色的卫星导航系统建设道路。7月31日,北斗三号全球卫星导航系统正式开通,标志着北斗“三步走”发展战略圆满完成,北斗迈进全球服务新时代。
400多家单位、30余万科技人员集智攻关,实现北斗三号卫星核心器部件国产化率100%;自2017年11月起,两年半内高密度发射18箭30星,建成40余个地面站,高效完成组网,快速形成星地一体化运行能力……

“北斗三号是功能强大的全球卫星导航系统,功能性能指标达到世界一流。”冉承其说,北斗三号具备导航定位和通信数传两大功能,可提供定位导航授时、全球短报文通信、区域短报文通信、国际搜救、星基增强、地基增强、精密单点定位共7类服务,全球服务可用性优于99%。

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北斗卫星是怎么导航定位的:

卫星导航系统由导航卫星地面台站用户定位设备三个部分组成。
1.导航卫星
卫星导航系统的空间部分,由多颗导航卫星构成空间导航网。

2.地面台站

跟踪、测量和预报卫星轨道并对卫星上设备工作进行控制管理,通常包括跟踪站、遥测站、计算中心、注入站及时间统一系统等部分。跟踪站用于跟踪和测量卫星的位置坐标。遥测站接收卫星发来的遥测数据,以供地面监视和分析卫星上设备的工作情况。计算中心根据这些信息计算卫星的轨道,预报下一段时间内的轨道参数,确定需要传输给卫星的导航信息,并由注入站向卫星发送。

3.用户定位设备

通常由接收机、定时器、数据预处理器、计算机和显示器等组成。它接收卫星发来的微弱信号,从中解调并译出卫星轨道参数和定时信息等,同时测出导航参数(距离、距离差和距离变化率等),再由计算机算出用户的位置坐标(二维坐标或三维坐标)和速度矢量分量。用户定位设备分为船载、机载、车载和单人背负等多种形式。

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北斗一号、二号、三号如何区分?

北斗一号卫星导航系统是通过采用卫星无线电测定业务方式来确定用户的位置。在平时,地面中心站经2颗北斗一号地球静止轨道卫星不断向用户询问是否需要定位的信号,而用户终端一般只处于光收听不发信息的状态。

北斗二号和北斗三号卫星导航系统在国际首次实现了采用卫星无线电测定业务和卫星无线电导航业务相结合的集成体制方式来为用户导航定位。

所谓卫星无线电导航业务,就是用户被动测量来自至少4颗在卫星时钟控制下的导航卫星连续发送的无线电导航信号,并根据这些卫星信号的不同传输时间,来测定用户到这些卫星的不同距离,然后通过用户终端的数学运算得到用户的三维坐标与速度。

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用户定位的实际应用场景

用户利用导航卫星所测得的自身地理位置坐标与其真实的地理位置坐标之差称定位误差,它是卫星导航系统最重要的性能指标。定位精度主要决定于轨道预报精度、导航参数测量精度及其几何放大系数和用户动态特性测量精度。

轨道预报精度主要受地球引力场模型影响和其他轨道摄动力影响;导航参数测量精度主要受卫星和用户设备性能、信号在电离层、对流层折射和多路径等误差因素影响,它的几何放大系数由定位期间卫星与用户位置之间的几何关系图形决定;用户的动态特性测量精度是指用户在定位期间的航向、航速和天线高度测量精度。

用户定位设备是对这一完整的全球定位系统的应用,随着经济的发展,定位业务已广泛渗透到老人、儿童、宠物、旅游、公安警务、物流快递、车辆看护、移动资源管理等社会服务的各个角落,每时每刻都在影响着我们生活的品质、工作的效率、事业的发展和社会的进步,在这种大环境的影响下,定位业务的需求日益增长。

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